(57)【要約】【課題】  ガラス基板の処理装置への搬入搬出を効率的に高速に行え、しかも、ガラス基板への高精度な安定した処理が可能な処理装置および処理方法を提供する。【解決手段】  処理するガラス基板を載置するための塗布ステージに、搬入および基板搬出部のウォーキングビームが進入する溝を設けるとともに、塗布ステージ上にガラス基板を点接触により支持する複数のピンを設け、また、基板搬入部および基板搬出部に、ガラス基板を移動させるコロコンベアと、ガラス基板を載置でき、前進、後退、上昇、下降が可能なウォーキングビームを設け、基板搬入部および基板搬出部のウォーキングビームを塗布ステージの溝に交互に進入させ、ガラス基板の搬入、搬出を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布ステージ上に載置された基板を処理する処理装置であって、
基板を処理部ステージ上に載置する基板搬入機構と、
処理済みの基板を処理部ステージ上から搬出する基板搬出機構とを備え、
前記基板搬出機構により基板が塗布ステージ上から搬出されると、同時に、基板搬入機構が次の基板を塗布ステージ上に載置することを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記基板搬入機構および前記基板搬出機構は、回転コロまたはベルトを有することを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記基板搬入機構、前記処理部ステージ、および前記基板搬出機構は、前記ウォーキング・ビームが移動する溝を有し、
前記基板搬入機構の回転コロまたはベルトで前記処理装置に搬入された基板を、前記ウォーキング・ビームを前記溝内で移動、昇降させることにより前記処理部ステージ上に載置し、前記処理部ステージ上での処理が完了した基板を、前記ウォーキング・ビームを前記溝内で移動、昇降させることにより前記処理部ステージ上から搬出し、前記基板搬出機構の回転コロまたはベルトが基板を他の処理装置に搬出することを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記ウォーキング・ビームは、前進方向、後退方向、および上下方向に動くことを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
【請求項５】
前記基板搬入機構において、前記基板の位置決めおよび厚さ測定を予め行うことを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項６】
前記塗布ステージは複数のピンを有し、基板載置時に、基板がピンとの点接触により支持されることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項７】
前記複数のピンは、高さ1.0mm以上、基板接触点から1ｍｍ以内の投影面積の比率が５％以下であり、隣接するピンとの距離が60mm以下になるように配置されることを特徴とする請求項６に記載の処理装置。
【請求項８】
前記ピンの先端部は凸状の曲面であることを特徴とする請求項６に記載の処理装置。
【請求項９】
前記ピンの先端部は回転可能な球を有することを特徴とする請求項６に記載の処理装置。
【請求項１０】
前記複数のピンは、前記処理部ステージの基部に対して別構造体であり、交換、高さの調節が可能であることを特徴とする請求項６に記載の処理装置。
【請求項１１】
前記処理装置を用いて基板を処理する方法であって、
前記基板搬入機構の回転コロまたはベルトで前記処理装置に搬入された基板を、前記ウォーキング・ビームを前記溝内で移動させることにより前記処理部ステージ上に載置する載置工程と、
前記処理部ステージ上での処理が完了した基板を、前記ウォーキング・ビームを前記溝内で移動させることにより前記処理部ステージ上から搬出し、前記基板搬出機構の回転コロまたはベルトが基板を他の処理装置に搬出する搬出工程を有することを特徴とする処理方法。
【請求項１２】
前記基板搬入機構、前記処理部ステージ、および、前記基板搬出機構に設けられた前記溝内をウォーキング・ビームが前進、後退、昇降することにより、前記載置工程と搬出工程を連続して行うことを特徴とする請求項１１に記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の塗布装置等の処理装置および処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置等のカラーフィルタの製造工程において、矩形のガラス基板の表面にブラックマトリクスやＲ、Ｇ、Ｂ（Red、Green、Blue）の着色パターンなどを形成する際に、基板上に所定の塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布処理が行われる。
【０００３】
上述の塗布処理は、通常、基板を載置する載置台と、塗布液を吐出するダイヘッドとを有する塗布装置を用いて行われる。ダイヘッドは、ガラス基板の一辺程度の長さの直方体形状で、下面にスリット状の吐出口を備えている。このダイヘッドを、所定の塗布液を吐出口から吐出させながら、ガラス基板の一端部から他端部まで載置台に沿って移動させることによって塗布処理が行なわれる。
【０００４】
塗布処理時には、載置台上に載置したガラス基板の表面の平坦性を維持し、また、ガラス基板の位置のずれを防ぐために、ガラス基板を載置台に密着させた状態で塗布を行う。また、ガラス基板の排出時には、載置台に設けたリフトピンを上昇させ、載置台に密着したガラス基板を載置台から持ち上げた上で、ガラス基板と載置台の隙間にアームを挿入し、ガラス基板を載置台上から搬出する。
【０００５】
このような塗布装置として、塗布後のガラス基板を容易に載置台から取り外すことが可能な塗布装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１９２５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この塗布装置は、ガラス基板の供給時には、リフトピンの降下およびガラス基板の吸着によって、ガラス基板の位置ずれや空気溜りを起こさないよう、また、ガラス基板の排出時には、リフトピンを上昇し、密着を解除する際に、剥離帯電等によりガラス基板を破損しないよう注意しなければならないという問題がある。
【０００７】
さらに、位置ずれや空気溜り、ガラス基板の破損を回避するためには、リフトピンの昇降をゆっくり行わなければならず、ガラス基板の給排出に時間がかかるという問題がある。また、リフトピンの昇降用等のために塗布ステージ上に開けた穴等の切り欠き溝があると、その部分の熱伝導度が塗布ステージの他の部分と異なり、塗布膜に跡が残るという問題もある。
【０００８】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、その目的は、ガラス基板の給排出時間が短く、しかも、むらのない安定した塗布が可能な処理装置および処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の課題を解決するための第１の発明は、処理部ステージ上に載置された基板を処理する処理装置であって、基板を処理部ステージ上に載置する基板搬入機構と、処理済みの基板を処理部ステージ上から搬出する基板搬出機構とを備え、基板搬出機構により基板が処理部ステージ上から搬出されると、同時に、基板搬入機構が次の基板を処理部ステージ上に載置することを特徴とする処理装置である。
【００１０】
基板搬入機構および基板搬出機構は、回転コロまたはベルトを、基板搬入機構、処理部ステージ、および基板搬出機構は、ウォーキング・ビームが移動する溝を有し、基板搬入機構の回転コロまたはベルトで処理装置に搬入された基板を、ウォーキング・ビームを溝内で移動、昇降させることにより処理部ステージ上に載置し、処理部ステージ上での処理が完了した基板を、ウォーキング・ビームを溝内で移動、昇降させることにより処理部ステージ上から搬出し、基板搬出機構の回転コロまたはベルトが基板を他の処理装置に搬出する。基板搬入機構では、基板の整列および厚み測定を予め処理することが望ましい。
【００１１】
また、塗布ステージは複数のピンを有し、基板載置時に、基板は、ピンとの点接触により支持される。これら複数のピンは、先端部が凸状の曲面で、例えば、回転可能な球を有するものであることが望ましい。また、ピンは、高さ1.0mm以上、基板接触点から1ｍｍ以内の投影面積の比率が５％以下であり、隣接するピンとの距離が60mm以下になるように配置されることが望ましい。
【００１２】
さらに、これらの複数のピンは、塗布ステージの基部に対して別構造体として設けられ、交換や、高さの調節が可能であることが望ましい。
【００１３】
また、第２の発明は、処理装置を用いて基板を処理する方法であって、基板搬入機構の回転コロまたはベルトで処理装置に搬入された基板を、ウォーキング・ビームを溝内で移動、昇降させることにより処理部ステージ上に載置する載置工程と、処理部ステージ上での処理が完了した基板を、ウォーキング・ビームを溝内で移動、昇降させることにより処理部ステージ上から搬出し、基板搬出機構の回転コロまたはベルトが基板を他の処理装置に搬出する搬出工程を有することを特徴とする処理方法である。
【００１４】
ここで、基板搬入機構、処理部ステージ、および、基板搬出機構に設けられた溝内をウォーキング・ビームが前進、後退、昇降することにより、載置工程と搬出工程を連続して行い、処理を高速にすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の処理装置および処理方法は、処理装置に、ウォーキング・ビームを進入させるための溝を設け、ウォーキング・ビームを前進、後退させ、また、上下方向に動かすことにより、基板を次々に処理部ステージ上に載置でき、また、基板を点接触で支持する複数のピンを塗布ステージ上に設けることにより、ガラス基板を塗布ステージと真空密着させることなく、安定した塗布が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる塗布装置１の構成を示す斜視図、図２は、塗布装置１の構成を示す平面図、図３は、塗布装置１の塗布ステージ５の構造を示す図、図４は、ガラス基板の塗布装置１への給排出の手順を示す図、図５は、塗布ステージ５のピン４３の形状および配置を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、塗布装置１は、基台３、塗布ステージ５、ダイヘッド７、ダイヘッド７を移動させるレール９aおよび９bを有し、Ｘ方向の両側に基板搬入部１１および基板搬出部１２を有する。基台３上の中央部に、ガラス基板を載置する塗布ステージ５が設置され、基板搬入部１１によって搬入されるガラス基板が塗布ステージ５上に搬送され、塗布ステージ５上に載置される。塗布ステージ５は石等の素材から成る。
【００１８】
基台３の四隅にはそれぞれ直方柱状の支持部材８a、８b、８c、８dが設けられ、支持部材８a、８bがレール９aを、支持部材８c、８dがレール９bを支持する。レール９aおよび９bには、両レール９aおよび９b間を渡すようにダイヘッド７が取り付けられており、ダイヘッド７は、レール９aおよび９bに沿って塗布ステージ５上を移動する。レール９aおよび９bはエアスライダー機構を備え、ダイヘッド７は、図示していない例えばリニアモータ等の駆動部により駆動されて、レール９aおよび９b上をスライドする。
【００１９】
ダイヘッド７は、Ｘ方向を長手方向とする略直方体形状で、ガラス基板に対向する下面に塗布液を吐出するためのスリットが設けられている。ダイヘッド７をレール９aおよび９bに沿ってＹ方向に移動させることにより、塗布ステージ５上に載置したガラス基板上に塗布液を吐出し、塗布処理を行う。
【００２０】
基板搬入部１１、塗布ステージ５、および基板搬出部１３は一体化した構造であり、Ｘ方向に長さを有する貫通した溝２７a、２７b、２７cを備えている。さらに、溝２７a、２７b、２７cは、ガイドレール１７a、１７b、１７cを具備している。このガイドレール１７a、１７b、１７cは、基板搬入部１１、塗布ステージ５、および基板搬出部１３の溝２７a、２７b、２７c内で連続して設けられている。それぞれの溝２７a、２７b、２７c内には、ウォーキングビーム１５a、１５b、１５cが備えられる。
【００２１】
基板搬入部１１は、このほか、コロコンベア１９を有し、また、基板搬出部１３は、コロコンベア２５を有する。基板搬入部１１は、ガラス基板をＸ方向に搬送し、塗布ステージ５上に載置し、基板搬出部１３は、塗布処理を完了した塗布ステージ５上のガラス基板をＸ方向に搬送し、次の処理装置に搬出する。
【００２２】
図２は、図１の塗布装置１のＸ１における断面図で、溝２７a、２７b、２７c内のウォーキングビーム１５a、１５b、１５cの構造を示している。溝２７は基板搬入部１１、塗布ステージ５、基板搬出部１３を貫通しており、溝２７内には、基板搬入部１１、塗布ステージ５、基板搬出部１３で連続したガイドレール１７が設けられている。
【００２３】
ウォーキングビーム１５は、基板搬入部１１および塗布ステージ５のＸ方向の長さを合わせた長さをおおよその長さとし、リフト２３a、２３b、２３cによって走行部２１a、２１b、２１cに取り付けられている。ガイドレール１７は、例えばリニア・ガイドレールであり、走行部２１a、２１b、２１cは、図示していないボールネジ等により駆動され、ガイドレール１７上をスライドし移動する。一方、リフト２３a、２３b、２３cは、図示していない駆動機構により回転し、ウォーキングビーム１５を昇降させる。
【００２４】
図１には３本の溝２７a、２７b、２７cとウォーキングビーム１５a、１５b、１５cを図示しているが、その本数はこれに限るものではない。また、図２ではウォーキングビーム１５を３組の走行部２１とリフト２３で支持しているが、その組数もこれに限るものではない。
【００２５】
基板搬入部１１のコロコンベア１９は、図１に示すように、溝２７a、２７b、２７cを挟むように配置され、複数のコロで構成される。コロコンベア１９は、例えば、Ｙ軸に平行な複数の回転軸を持ち、各回転軸に数枚の円盤状のコロが取り付けられている。各回転軸は図示されていない駆動装置により所定の同一の回転速度で回転し、ガラス基板をＸ方向の塗布ステージ５に向かって搬送する。各軸に取り付ける円盤状のコロの枚数は、図示してある枚数に限るものではない。
【００２６】
また、基板搬出部１３のコロコンベア２５も、基板搬入部１１のコロコンベア１９と同様であり、溝２７a、２７b、２７cを挟むように配置された複数のコロで構成される。コロコンベア２５は図示されていない駆動装置により所定の同一の回転速度で回転し、ガラス基板をＸ方向の他の処理装置に向かって搬送する。
【００２７】
さらに、塗布ステージ５の表面には、図３に示すように、複数のピン４３および吸気孔４１が設けられる。図３（ａ）は塗布ステージ５の斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＸ２における断面図である。
【００２８】
ピン４３の素材、形状、配置については後述するが、ピン４３の先端は球状であり、その上に載置されるガラス基板と点接触する。複数のピン４３を塗布ステージ５上に配置することにより、ガラス基板は、それらのピン４３の先端との微小な点接触により支持され、塗布ステージ５上に載置される。
【００２９】
塗布ステージ５に設けられた吸気孔４１は、図３（ｂ）に示すように、塗布ステージ５の内部で吸気管４５につながっており、吸気管４５は、例えば、塗布ステージ５の外部に設けられたポンプ４７等に接続され、塗布処理時に吸気管４５を通してガラス基板５１と塗布ステージ５間の空気を吸引することにより、ガラス基板５１が塗布ステージ５上に安定して載置されるようにする。ポンプ４７による減圧度は例えば２０mmＨ２Ｏに設定し、吸気孔４１の開口率は例えば５％以上にする。
【００３０】
すなわち、基板搬入部１１によりガラス基板５１が塗布ステージ５上に載置されると、ポンプ４７により減圧し、ガラス基板５１の塗布ステージ５上での載置を安定させて塗布処理を行い、塗布処理が終了すると、ポンプ４７を大気開放して吸引をやめ、基板搬出部１２により、ガラス基板５１を搬出する。
【００３１】
次に、基板搬入部１１によるガラス基板５１の塗布ステージ５への搬入、ダイヘッド７による塗布処理、および、基板搬出部１３によるガラス基板５１の搬出の手順を詳しく説明する。
【００３２】
図４は、図１のＸ１における断面図である。中央に塗布ステージ５があり、塗布ステージ５の左側にコロコンベア１９を持つ基板搬入部１１が、塗布ステージ５の右側にコロコンベア２５を有する基板搬出部１３がある。コロコンベア１９および２５は、図示されていない駆動装置により所定の回転速度で時計回りに回転しており、ガラス基板５１aを右方向に移動させる。
【００３３】
図４（ａ）は、塗布ステージ５においてガラス基板５１aにダイヘッド７による塗布処理が行われている状態を示している。ガラス基板５１aは塗布ステージ５のピン４３上に載置され、レール９a、９bにそって移動するダイヘッド７によって塗布される。このとき、ガラス基板５１aは塗布ステージ５の複数のピン４３により支持され、図３（ｂ）に示したポンプ４７により吸気管４５、吸気孔４１を介して空気を吸引し、ガラス基板５１ａを塗布ステージ５上の複数のピン４３上に固定されている。図４には、吸気孔４１、吸気管４５およびポンプ４７は図示していない。
【００３４】
ガラス基板５１aへの塗布処理実行中は、リフト２３a、２３b、２３cは縮んだ状態で、ウォーキングビーム１５は降りており、次に塗布処理を行うガラス基板５１bが、前の処理装置からコロコンベア１９によって矢印Ａ方向に移動し、基板搬入部１１に搬入される。ガラス基板５１bが基板搬入部１１の所定の位置まで搬入されると、基板搬入部１１は、ガラス基板５１bの整列、厚み測定等の処理を行う。
【００３５】
塗布ステージ５によけるガラス基板５１aへの塗布処理が完了すると、図４（b）に示すように、リフト２３a、２３b、２３cが矢印Ｂ方向に伸び、ウォーキングビーム１５は上昇し、ガラス基板５１aおよびガラス基板５１bがウォーキングビーム１５上に乗る。そして、図４（ｃ）に示すように、走行部２１a、２１b、２１cがガイドレール１７上を矢印Ｃ方向に移動し、ウォーキングビーム１５も矢印Ｃ方向に移動する。これにより、ガラス基板５１aは基板搬出部１３に移動し、同時に、ガラス基板５１bは塗布ステージ５上に移動する。
【００３６】
次に、リフト２３a、２３b、２３cが矢印Ｄ方向に縮み、ウォーキングビーム１５も矢印Ｄ方向に下降する。これにより、塗布済みのガラス基板５１aは基板搬出部１３のコロコンベア２５に乗り、次のガラス基板５１bが塗布ステージ５のピン４３上に載置される。そして、図３（ｂ）に示したポンプ４７により吸気管４５、吸気孔４１を介して空気を吸引し、ガラス基板５１ｂを塗布ステージ５上の複数のピン４３上に固定し、載置を完了し、ダイヘッド７による塗布処理が開始される。
【００３７】
次に、図４(e)に示すように、基板搬出部１３のコロコンベア２５上に乗った塗布済みのガラス基板５１aは、コロコンベア２５により矢印Ｆ方向に移動し、次の処理装置に向けて搬出される。このとき、ガラス基板５２bは塗布ステージ５上で塗布処理中であり、一方、基板搬入部１１には、その次に塗布処理を行うガラス基板５１cがコロコンベア１９上を矢印Ｇ方向に移動し、前の処理装置から基板搬入部１１に搬入される。また、このとき、ウォーキングビーム１５は下降した状態のままで、走行部２１a、２１b、２１cが矢印Ｅ方向にガイドレール１７上を移動し、図４(ａ)に示した位置まで戻る。
【００３８】
そして、以上の工程を繰り返すことにより、ガラス基板５１は前の処理装置から順次連続的に塗布装置１に搬入され、塗布処理が行われ、次の処理装置へ搬出される。
【００３９】
以上のように、基板搬入部１１および塗布ステージ５のＸ方向の長さを合わせた長さのウォーキングビーム１５を右方向、および左方向に交互に移動させることにより、ガラス基板５１を次々に塗布ステージ５上に載置することが可能になり、塗布処理工程のスループットが向上する。また、ガラス基板全面を塗布ステージ上に真空吸着しないですむので、剥離帯電等によるガラス基板の破損が起こることがなく、ガラス基板の搬入搬出を高速に行うことができる。
【００４０】
また、ガラス基板５１は、塗布ステージ５上で複数のピン４３の先端の微小面により支持されており、塗布処理中もガラス基板５１の全面を空気層が覆ってるので、熱伝導度が一定で、塗布液の蒸発に場所による差が生じず、塗布膜に跡が出ることがなく、膜厚が均一な安定した塗布が可能である。
【００４１】
次に、ガラス基板５１の支持に適するピン４３の形状と配置、材質について説明する。図５に示すように、ピン４３は塗布ステージ５の上に取り付けられ、その先端部でガラス基板５１を支持する。
【００４２】
ピン４３は、例えば、樹脂や金属等の素材で構成する。塗布ステージ５のベース面は例えば石等の素材で構成されており、ピン４３は塗布ステージ５のベースとは別体構造である。塗布ステージ５上にピン４３を接着したり、ピン４３を脱着可能にして、ガラス基板の大きさ等に依存してピンを交換したり、高さを調整できるようにすることもできる。
【００４３】
ピン４３の先端の形状は、ガラス基板５１と微小面積で点接触するよう、球状等にすることが望ましい。例えば、図５に示すように、柱状の軸の先端部に直径２mm以下の球を接合する。ピン４３の高さｈ１は１．０mm以上、ガラス基板５１との接触点から１mm以内のピン４３の投影面積の比率を５％以下にするとよい。さらに、ピン４３の配置は、間隔ｄが６０mm以下になるようにするとよい。
【００４４】
ウォーキングビーム１５の動作制御、および、ポンプ４７による吸気、大気開放の制御は、図示していない、例えばコンピュータで行う。
【００４５】
尚、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の改変が可能であり、それらも、本発明の技術範囲に含まれる。例えば、コロコンベア１９、２５に代えてベルトを用いることができ、さらに、ウォーキングビーム１５の駆動機構としてボールネジ、エアシリンダ等を用いることもできる。また、塗布装置に限らず、露光装置等の他の処理装置にも本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、基板を効率よく、高速に搬入搬出することができ、液晶用カラーフィルタ等の製造ラインに用いることが可能である。また、塗布面に跡が出ず高精度の塗布処理が可能であり、蒸発しやすい材料、例えば有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネサンス）材等の塗布装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる塗布装置１の構成を示す斜視図
【図２】塗布装置１の構成を示す平面図
【図３】塗布装置１の塗布ステージ５の構造を示す図
【図４（ａ）】ガラス基板の塗布装置１への給排出の手順を示す図
【図４（ｂ）】ガラス基板の塗布装置１への給排出の手順を示す図
【図４（ｃ）】ガラス基板の塗布装置１への給排出の手順を示す図
【図４（ｄ）】ガラス基板の塗布装置１への給排出の手順を示す図
【図４（ｅ）】ガラス基板の塗布装置１への給排出の手順を示す図
【図５】塗布ステージ５のピン４３の形状および配置を示す図
【符号の説明】
【００４８】
１………塗布装置
３………基台
５………塗布ステージ
７………ダイヘッド
１１………基板搬入部
１３………基板搬出部
１５………ウォーキングビーム
１７………ガイドレール
１９、２５………コロコンベア
２７………溝
４３………ピン
【図１】
2005222996.tif 000003
【図２】
2005222996.tif 000004
【図３】
2005222996.tif 000005
【図４（ａ）】
2005222996.tif 000006
【図４（ｂ）】
2005222996.tif 000007
【図４（ｃ）】
2005222996.tif 000008
【図４（ｄ）】
2005222996.tif 000009
【図４（ｅ）】
2005222996.tif 000010
【図５】
2005222996.tif 000011